Методы и приборы радиционного контроля.

Принципы действия датчиков излучений. Обнаружение радиоактивных веществ происходит по эффектам взаимодействия их излучения с окружающей средой. Это могут быть первичные эффекты (ионизация, люминесценция) и последующие или вторичные (фотохимические реакции, изменение физических и хими­ческих свойств).

Для регистрации первичных и вторичных эффектов используются различные детекторы-датчики. Одними из наиболее распространенных являются электрические и сцинтилляционные детекторы.

Сцинтилляционные детекторы - крупные монокристаллы органичес­ких и неорганических веществ, в которых молекулы, возбужденные действием ионизирующих излучений, отдают энергию в виде квантов электромагнитного излучения в видимом диапазоне. Эта энергия пре­образуется в электрические сигналы для регистрации.

Как известно, при обычной температуре и давлении газы является диэлектриками. Электрический ток они не проводят, так как состоят из нейтральных молекул. При облучении ядерными частицами или квантами, атомы и молекулы превращаются в ионы и радикалы. Если же газ наполняет ионизационную камеру, а в ней имеются электроды и которым подано напряжение, го в цепи возникнет электрический ток: положительные ионы будут двигаться к электроду отрицательной полярности, отрицательные - к положительной. Таким образом в цепи возникает ток.

Принцип действия полупроводникового метода подобен ионизационной камере, с одним отличием - ионизация происходит не в газовой камере, в толще кристалла. Полупроводниковый детектор - это полупроводниковый анод, на который подано обратное (запирающее) напряжение. Слой полупроводника вблизи границы перехода объединен носителями тока (электронами проводимости и дырками) и обладает высоким соп­ротивлением. Заряженная частица (чаще гамма-квант) ионизирует этот слой, создавая дополнительные носители тока, в результате чего возникает электрический импульс.

Дозиметр состоит из следующих основных узлов - блок детектирования. в состав которого входит детектор (это может быть ионизационная камера, газоразрядный счетчик, сцинтиллятор) и предва­рительный усилитель для начального усиления электрических импуль­сов.

Для идентификации по энергии и определения активности радио­нуклидов

применяются стационарные приборы - спектрометры.

В состав спектрометра входят: 1)защита от внешнего облучения;2) детектор; 3) блок высокого напряжения; 4) регистратор спектра; 5) ЭВМ.

Защита от внешнего облучения - предназначена для уменьшения облучения на детекторе от радионуклидов, присутствующих в окружаю­щей среде.

Детектор - электрический или сцинтилляционный, предназначен для преобразования энергии радиоактивного излучения в импульсы электрического тока.

Блок высокого напряжения предназначен для поддержания рабо­чего напряжения на детекторе.

Регистратор спектра предназначен для регистрации электричес­ких сигналов, поступающих от детектора.

ЭВМ - предназначена для визуального отображения спектрально­го состава излучения и его обработки: идентификации радионуклидов в измеряемом образце и

 

53.Пути поступления радионуклидов в растения.

Флора и -фауна. В растениях и животных концентрация естественных радионуклидов ниже, чем в почвах, на которых произрастают растения и обитают животные. Это объясняется тем, что большинство естественных радионуклидов плохо усваивается растениями я животными. Исключение составляют которые интенсивно усваиваются.Радиоактивность растительного и животного мира обусловлена практически всеми теми радиоактивными изотопами, которые встречаются в природе. Все они разделяются на две группы. К одной группе, относятся радиоизотопы, которые находятся в смеси со стабильными элемен­тами, активно участвующими в обмене веществ и обеспечивающими функционирование всех органов и систем живой материи В связи с этим уровень содержания этой группы изотопов а организмах зависит от степени накопления стабильных элементов.

Другие радиоактивные изотопы (например, ) относятся к группе, значимость которой в обменных процессах пока не изучена. Уровень содержания в растительных и животных организмах этой группы изотопов зависит от их концентрации во внешней среде. Накопление радиоактивных изотопов этой группы при резком увеличении содержания их во внешней среде понижается.

Из первой группы изотопов главное место по величине создаваемой активности занимает изотоп ⁴⁰К. Его количество в растительных организмах по сравнению с содержанием в земной коре (на одну и ту же единицу массы) меньше в 3—10 раз. Еще меньшее содержание калия отмечается в организме животных (в 10— 15 раз по сравнению с содержанием в породах).Удельная радиоактивность биомассы по углероду по сравнению с активностью по ⁴⁰К на порядок меньше, активность по тритию— ничтожна.Основными изотопами второй группы, содержащейся в растениях и животных, являются радий, свинец, полоний, уран и торий. Значительная часть рассеянных в окружающей среде естественных радионуклидов не переходит в пищевые продукты расти­тельного и животного происхождения. Однако ряд биогеохимически подвижных естественных радионуклидов (³Н, ^ИС, ⁴⁰К, и др.) при миграции по биологическим цепочкам может накапливаться в пищевых продуктах в относительно высоких концентрациях.

Удельная активность в растительной пище составляет от 0,5 до 10 пКи/кг. Различия в уровнях содержания этих нуклидов в продуктах растительного происхождения обусловлены разной сорбционной поверхностью растений. Особенно высокое содержание обнаружено в чае (до 824 пКи/кг). В продуктах питания животного происхождения удельная активность ²¹⁰РЬ колеблется от 0,37 (молоко) до 5 пКи/кг (говядина), а ²¹⁰ро соответственно от 0,09 до 3,5 пКи/кг.

Из естественных радионуклидов в пищевых продуктах в наибольших количествах накапливается Наиболее высокая концентрация отмечена в злаковых растениях, минимальная — в мясе, маргарине и молоке.

Содержание урана в продуктах растительного происхождения на порядок выше по сравнению с продуктами животного происхождения (так, в пшеничном хлебе содержание урана 4 10-⁷, а в молоке — .

Порядок концентрации суммарной радиоактивности растений и животных за счет γ-излучателей составляет величину .